TW201820063A - 自動化概念與自動化加工之生產機台及其運作方法 - Google Patents

Abstract

一種自動化概念與自動化加工之生產機台及其運作方法，其中，影像擷取器擷取工作平台上之工件之擷取影像，加工資訊產生器接收該擷取影像並預存有對應工件之3D模型，以依據該擷取影像產生該工件之旋轉或偏移量及尺寸大小高低，並透過3D模型決定與產生該工件之加工路徑，以依據該偏移量及該加工路徑產生該工件之加工資訊，最後，控制器依據該加工資訊產生控制指令，以控制加工軸執行對應該加工資訊之加工程序。本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台可透過影像辨識和3D模型產生準確加工路徑，故可提供工件加工時更精確之加工效果。

Description

自動化概念與自動化加工之生產機台及其運作方法

本發明是有關於一種生產機台加工控制技術，更詳而言之，係關於一種具備自動化定位、執行加工及成品檢驗之使用3D模型來執行自動化加工之生產機台及其運作方法。

透過機台執行工件加工已廣泛應用在各類產品加工，此不僅有助於提升產品產量、減少人力支出，再者，透過加工路徑程式控制加工軸移動，可排除人力加工時的不確定性，因而機台加工之運用成為各類產品生產過程中的最佳選擇。

現行機台加工時，如點膠機的加工路徑程式通常是由工程師手動撰寫而成，加工路徑程式可控制機台上加工軸之運作路徑，例如加工軸向X軸方向移動多遠或往Y軸方向移動多遠等，假若加工路徑單純，像是直線移動或僅是單純角度下，則加工路徑程式之程式碼撰寫較不複雜，然而對於複雜加工路徑，例如不規則弧線移動或是畫不規則 圖形移動，繁瑣程式碼不僅撰寫困難、耗費大量時間，更重要的是，在高精度要求下，可能存在加工結果不夠精確之情況，由此可知，對於複雜加工路徑之加工路徑程式的形成是有改善空間。

對於加工機台而言，在執行加工路徑程式時，主要是控制加工軸運作，透過機械式或人工方式將工件置於工作區中，此時假若工件放置位置有些微偏差，恐導致加工結果有所誤差，嚴重者，可能導致整批工件無法符合規格，因而加工時，工件是否在正確位置是相當重要的。

因此，對於機台加工之運作，目前由工程師撰寫加工路徑程式是有改善空間，特別是對於複雜加工路徑以及相同造型但不同尺寸大小者，若有一套系統能自動量測辨識以及透過幾乎1：1轉換成3D模型並自動產生完成程式碼，將可大幅減少時間耗費和人力成本，再者，加工結果精確性對於產品優劣也有很大影響，因而如何提升加工精確度，都將為目前本領域技術人員亟待改善之議題。

鑒於上述習知技術之缺點，本發明提出一種自動化機台加工程序的加工控制技術，包括加工資訊自動化產生、工件定位及成品檢驗等，藉此達到加工精確度之提升以及自動化生產之效果。

本發明還提出一種自動化概念與自動化加工之生產機台及其運作方法，透過影像擷取、工件3D模型之辨識與結合，藉此控制生產機台之加工軸執行加工程序。

本發明提出一種自動化概念與自動化加工之生產機台，係包括：影像擷取器、加工資訊產生器以及控制器。該影像擷取器係用於擷取置於工作平台上之工件之擷取影像，該加工資訊產生器用於加工資訊之產生，包括：儲存單元、接收單元以及處理單元，其中，儲存單元預儲存有對應該工件之3D模型，接收單元接收該影像擷取器所擷取之該擷取影像，該處理單元係依據該擷取影像產生該工件之偏移量以及透過該3D模型決定該工件之加工路徑，以依據該偏移量及該加工路徑產生該工件之加工資訊，最後，該控制器依據該加工資訊產生控制指令，以控制該自動化概念與自動化加工之生產機台之加工軸對該工件執行對應該加工資訊之加工程序。

於一實施態樣中，該加工資訊產生器更包括設定單元，用於設定該加工路徑上各節點之行進速度或該加工軸之移動步進單位。

於另一實施態樣中，該處理單元係利用影像辨識技術以由該擷取影像決定該偏移量，且該偏移量係指該工作平台之原點與該工件之原點之位置距離。

於又一實施態樣中，該加工資訊包括該加工路徑上之點或連續曲線的路徑資料以及預執行之加工動作，其中，該路徑資料或該加工動作係由使用者透過該3D模型視覺化所編成者。

於再一實施態樣中，該自動化概念與自動化加工之生產機台更包括檢測器，該檢測器透過該擷取影像判斷該工 件的類別，該處理單元依據該工件的類別自該儲存單元取得對應該工件之3D模型；另外，該檢測器更用於比對完成該加工程序之該工件的完成影像與預定之成品影像的差異度，以決定該工件是否符合該加工程序的預定結果。

本發明還提出一種自動化概念與自動化加工之生產機台之運作方法，包括：提供工件之擷取影像；提供對應該工件之3D模型；依據該擷取影像產生該工件之偏移量以及透過該3D模型決定該工件之加工路徑，以依據該偏移量及該加工路徑產生該工件之加工資訊；以及依據該加工資訊產生控制指令，以控制加工軸對該工件執行對應該加工資訊之加工程序。

於一實施態樣中，該加工資訊包括該加工路徑上之點或連續曲線的路徑資料以及預執行之加工動作。

於另一實施態樣中，該運作方法更包括於執行該加工程序之後，比對完成該加工程序之該工件的完成影像與預定之成品影像的差異度，以決定該工件是否符合該加工程序的預定結果

綜上所述，本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台及其運作方法，利用使用者預先輸入對應該工件之3D模型，並配合影像辨識技術，確認工件位置是否在正確位置上，藉此自動產生包括加工路徑與加工動作等加工資訊之程式碼，如此可降低工程師必須撰寫加工路徑程式之困難，特別是，針對非直線路徑、連續曲線路徑等，不僅避免撰寫難題外，使用者可依據3D模型視覺化決定相關的 加工資訊，故可使加工過程更精確，且完成加工後還可透過影像辨識確認成品是否符合標準，因此，透過本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台，除了可節省加工前設計師人力設計和時間支出外，還可提升加工生產的效果及效率。

1‧‧‧自動化概念與自動化加工之生產機台

11‧‧‧影像擷取器

12‧‧‧加工資訊產生器

121‧‧‧儲存單元

122‧‧‧接收單元

123‧‧‧處理單元

124‧‧‧設定單元

13‧‧‧控制器

14‧‧‧加工軸

15‧‧‧檢測器

45‧‧‧點膠筒

46‧‧‧工作平台

47‧‧‧輸入面板

100‧‧‧3D模型

200‧‧‧加工設定

300‧‧‧影像辨識

400‧‧‧3D實體模型

500‧‧‧圖形化介面

600‧‧‧工件

S51~S54‧‧‧步驟

S61~S66‧‧‧流程

第1圖係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台之示意圖；第2圖係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台另一實施例之示意圖；第3圖係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台又一實施例之示意圖；第4圖係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台具體應用之示意圖；第5圖係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台其運作方法之步驟圖；以及第6圖係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台實際運作方法之流程圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此項技藝之人士可由本文所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝 之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

本案主要技術概念是結合影像辨識及預先輸入工件的3D模型以執行工件之加工生產。使用3D模型協助自動化生產(可稱之為3DMAM；3D Model Acid Manufacturing)，透過設計即控制、設計即生產、設計即檢測等概念，以3D模型為主軸進行整合性的生產、測試以及控制流程，換句話說，在3D模型設計完成時，即可把生產、測試以及控制流程等設定完成，故可減少專業設備人員的配置、避免人員流動造成的設備操作問題。

3D模型協助自動化生產是根據設計完成的3D模型，供程式人員透過視覺化的程式編程，藉此執行不同的移載、加工、測試、包裝等加工生產動作，亦即，只需要透過3D模型的視覺化編程，即可完成相關的作業。簡單來說，3D模型協助自動化生產是透過3D視覺的作業方式，對於預加工的工件進行2D或3D的影像擷取，配合工件在空間中位置及方向，由資料庫找出符合該工件的資訊，以進行加工動作，例如：移載、加工、檢測、包裝等。

請參閱第1圖，係說明本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台之示意圖。如圖所示，本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台1用於執行工件之加工生產， 利用結合影像辨識以及預先輸入工件的3D模型，藉此達到自動產生加工資訊的效果，故執行何種工件或何種加工行為並不限制，其中，該自動化概念與自動化加工之生產機台1係包括：影像擷取器11、加工資訊產生器12以及控制器13。

影像擷取器11係用於擷取置於工作平台上之工件之擷取影像。具體來說，機械加工最怕工件擺放位置偏差，導致加工位置不對而使成品無法符合標準，故為了使加工位置更準確，本發明提出透過影像辨識技術，確認工件位置是否正確，即由影像擷取器11來擷取位於工作平台上工件之影像，以用於後續判斷工件位置之用。

加工資訊產生器12設置於自動化概念與自動化加工之生產機台1內，用於自動化產生加工資訊程式碼，其中，加工資訊產生器12包括儲存單元121、接收單元122以及處理單元123。

儲存單元121用於預先儲存對應各種工件之3D模型100，簡單來說，為了讓加工資訊自動化產生，故將可能執行的各類工件的資訊預存，亦即3D模型100，3D模型100記載工件的3D型態，將可用於後續視覺化設定加工路徑。另外，可由外部將3D模型100等資料輸入並儲存於儲存單元121內。

接收單元122係接收該影像擷取器11所擷取之該擷取影像。簡單來說，接收單元122可接收影像擷取器11所擷取之擷取影像，此將用於工件定位之判斷。

處理單元123係依據該擷取影像決定該工件之偏移量，且透過該3D模型100決定該工件之加工路徑，以依據該偏移量及該加工路徑產生該工件之加工資訊。具體來說，處理單元123利用影像辨識技術對擷取影像進行辨識，以確認工件位置是否正確，舉例來說，可於工作平台上預設一個原點，該原點即工件之原點的設置處，因而判斷該工作平台之原點與該工件之原點兩者之位置距離，即可求得偏移量。

處理單元123還依據3D模型100取得工件之加工路徑，並依據偏移量和加工路徑來決定加工資訊，亦即，3D模型100提供了工件的3D結構，使用者(程式人員)透過3D模型100視覺化地訂定加工路徑，再配合上擷取影像之辨識結果，例如位置、偏移量等，可得出後續執行加工生產所需之加工資訊為何。

處理單元123所產出之加工資訊為視覺呈現之圖像資料的位置座標，例如加工路徑上之點或連續與不規則曲線的路徑資料以及預執行之加工動作，而上述之路徑資料或加工動作係由使用者透過3D模型100視覺化所編成者。更具體來說，加工資訊除了加工路徑上各節點、直線、連續轉彎、連續曲線與不規則圖形等等的路徑資料外，還有在加工路徑上的某一個節點要執行的加工動作，例如鑽洞、鎖螺絲等。

處理單元123產生之加工資訊會被傳送至控制器13，控制器13依據該加工資訊產生控制指令，亦即控制器13 將加工資訊轉換成機器設備所能理解之控制碼，藉此控制自動化概念與自動化加工之生產機台1之加工軸14對工件執行對應該加工資訊之加工程序，所謂之加工程序則依據機台功能不同而改變，例如點膠、夾取、吸料、送出錫絲或切削等，舉例來說，若是點膠機，則加工程序是依據加工資訊執行點膠程序，若是切削切割機台，則加工程序可執行切削程序。於一具體實施例中，控制器13可為場效可編程邏輯閘陣列(FPGA)控制器。

自動化概念與自動化加工之生產機台1具體實施時，可於其內載入一套加工系統，例如載入加工資訊產生器12內，用於執行自動化概念與自動化加工之生產機台1之軟硬體運作，例如接收指令、執行運算、輸出指令，透過連結影像擷取器11和控制器13，除了執行加工資訊之運算，亦執行機台硬體設備之操作。

由上可知，本發明提出透過影像辨識技術確認工件位置是否正確，並透過擷取影像和3D模型100來決定加工資訊為何，如此僅需要影像擷取器11和預先輸入之3D模型100，即可輕易得到加工資訊，此減少程式人員因不同工件都要分別編寫加工路徑程式來執行加工程序的麻煩，也能有效縮短編寫加工路徑程式之時程，並提升工件加工的精確度。

請參閱第2圖，係說明本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台另一實施例之示意圖。如圖所述，自動化概念與自動化加工之生產機台除了透過3D模型和擷取影 像來產生加工資訊外，於加工程序執行前，還可執行加工程序之設定，因此，於本實施例中，加工資訊產生器12還包括設定單元124。

設定單元124可用於設定該加工路徑上各節點之行進速度或是生產機台之加工軸的移動步進單位。詳言之，自動化概念與自動化加工之生產機台之加工軸14(如第1圖所示)會依據加工資訊執行加工程序，亦即執行點膠、切削等動作，但前述之3D模型主要是得到加工路徑，但對於加工速度是未定義的，因此，設定單元124可接收外部輸入之加工設定200，像是加工路徑上各節點之行進速度，即是在加工路徑上各段之行進速度，例如在兩個節點之間以多快速度前進。

另外，設定單元124還可設定加工軸之移動步進單位，簡言之，透過設定單元124可設定X、Y、Z軸與θ角的位置控制，即使用者可自行設定移動步進單位，例如每次移動50mm~0.01mm，如此加工軸於X、Y、Z軸與θ角上每次移動的單位即被設定，且可知悉加工軸是如何移動到需執行加工動作的節點。上述功能類似現有加工機之附設教導盒，但本發明將其整合於加工資訊產生器12上，直接透過自動化概念與自動化加工之生產機台上所提供之操作面板即可執行設定。

請參閱第3圖，係說明本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台又一實施例之示意圖。如圖所述，自動化概念與自動化加工之生產機台1中之影像擷取器11、加工 資訊產生器12以及控制器13與第1圖所述相同，故不再贅述，於本實施例中，該自動化概念與自動化加工之生產機台1更包括檢測器15。

請一併參考第1圖，檢測器15可透過影像擷取器11所擷取之擷取影像判斷工件的類別，亦即利用影像辨識技術，確定該工件為何種類型並通知加工資訊產生器12，處理單元123將可依據工件的類別由儲存單元121取得該工件的之3D模型100。簡言之，為了讓使用自動化概念與自動化加工之生產機台1可執行不同工件的加工生產，故不同類型工件的3D模型100都可被預先儲存於儲存單元121，待執行該類型工件的加工生產時，才由儲存單元121取得對應3D模型100，因此，檢測器15可用於在工件進入加工位置前，透過影像辨識來判斷適合類工件，故可通知加工資訊產生器12要取得哪一個3D模型100來產生加工資訊。

另外，除了用於判斷工件類型外，檢測器15還可用於檢測工件是否符合加工標準。簡言之，檢測器15可比對完成加工程序之工件的完成影像與預定之成品影像的差異度，完成影像同樣可由影像擷取器11擷取，透過完成影像與成品影像的差異比對，可決定出工件是否符合加工程序的預定結果，舉例來說，在完成鎖螺絲的加工程序後，正常螺絲應該完全進入工件內而不外露，若完成影像解析出螺絲外露，則可判斷加工程序需調整，若僅為偶發事件，亦可設計成將有問題工件自產線上移除。

透過上述方式，加工生產線上不再侷限單一種工件，像是不同工件、或是同一類型但不同尺寸的工件，都可藉由影像辨識以提供適當之加工資訊。另外，對於工件加工結果，亦可透過影像辨識來決定加工效果是否符合規定。

與傳統的加工生產比較，舉例來說，假若加工程序為產線上作業員工作是鎖入某顆螺絲，此人工生產執行前須包括前置作業和線上作業，前置作業可能有教導作業員認識工件外觀、使用何種螺絲和鎖螺絲工具、以及如何檢驗螺絲已正確鎖附，另外，線上作業可能有：1、檢視產線狀態，即工件是否由上一站傳遞過來；2、辨識工件是否為正確工件，以及判斷工件位置、方向，找出加工螺絲孔位置；3、鎖入螺絲；4、檢驗螺絲是否正確鎖入；5、若正確鎖入，則將工件繼續下一加工流程，若否，則取出該工件。

由此可知，傳統的加工生產須耗費相當人力和時間，且可能人為失誤導致工件完成度不佳，或是讓完成度不佳的工件往下一加工流程。

若採用本發明所提出之自動化概念與自動化加工之生產機台來執行加工生產，則前置作業可能是設定鎖螺絲的自動控制流程，亦即藉由工件之3D模型以設定鎖螺絲位置，而線上作業則是：1、影像擷取器(2D或3D)進行影像辨識以確認產線上狀態，即工件是否已經由上一站傳遞過來；2、影像擷取器進行影像辨識以確認工件類型，以及工件之位置、方向；3、由3D模型和所擷取影像得到鎖螺絲加工程序(即加工資訊)，並驅動鎖螺絲機構；4、透 過影像辨識判斷鎖螺絲後是否符合預定標準；5、藉由程序驅動移載機構將工件送往下一加工流程，若未達到預定標準，則取出零件。

由上可知，藉由設定不同的加工程序，在辨識工件類型後，可驅動對應的程序作業，如此可在同一生產機台中，進行不同工件的作業。舉例來說，有方形工件和圓形工件在同一產線上作業，方形工件需要在一個選定位置鎖上一顆螺絲，圓形工件需要在二個選定位置分別鎖上螺絲，故透過視覺化設定即可簡單完成兩種工件的程式設定，並經由影像辨識來自動選擇對應工件的程序。

再以鞋底加工為例，不同大小、不同鞋型的鞋底，需要進行點膠作業以與鞋身貼合，一般來說，鞋底點膠有幾個設計困難點：1、型式太多：光是同一型的鞋子就有不同的尺寸；2、路徑複雜：點膠路徑因鞋底面有高低變化、曲線複雜而難以設定；3、治具過多：不同鞋底需有不同治具來固定工件。

若採用本發明所提出之自動化概念與自動化加工之生產機台來執行加工生產，則可具備：1、根據不同鞋底，利用3D模型中來設定點膠路徑，即加工路徑可透過視覺化呈現中完成，故尺寸大小與高低變化及複雜點膠曲線，只需點選後即可由電腦自動生成加工路徑；2、產線上入料方式簡單，不需治具，只需加工面朝上、任意方向擺放，可由影像擷取辨識鞋型、大小後，再經由判定位置及方向與角度，自動將正確尺寸、型號的點膠路徑對應到實際位 置上，進行點膠等加工作業。

由上可知，搭配影像辨識運算產生的自動化加工程序，將可使生產機台應用層面更廣且減少人為誤差等問題。

請參閱第4圖，係說明本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台具體應用之示意圖。如圖所示，自動化概念與自動化加工之生產機台1為一台點膠機，其設有加工軸14，加工軸14可裝設點膠筒45，點膠筒45內裝用點膠用之膠體，工件600可設置於自動化概念與自動化加工之生產機台1之工作平台46上，特別的是，本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台1設置有影像擷取器11，可擷取工作平台46上之工件600的影像，此影像可用於工件600之位置校正。須說明者。影像擷取器11的數量、位置並不限制，可拍攝到工件600影像即可。

加工資訊產生器12設置於自動化概念與自動化加工之生產機台1內，可接收影像擷取器11所擷取之影像並且預存多個3D模型，如前所述，加工資訊產生器12將透過3D模型產出加工路徑，也由擷取影像判斷工件600是否偏移，並配合一些加工設定即可產出最終的加工資訊，最後，通過自動化概念與自動化加工之生產機台1之控制器將加工資訊轉為控制機台之控制指令，以命令加工軸14依據加工路徑移動，並由點膠筒45在預設節點上執行點膠加工。

另外，上述加工設定，像是加工程序之細節，例如移動速度、移動步進單位或點膠處，可由自動化概念與自動化加工之生產機台1之輸入面板47來輸入，同樣地，輸入 面板47可依據機台需求而有不同設計。

請參閱第5圖，係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台其運作方法之步驟圖。於步驟S51中，係提供工件之擷取影像。具體來說，為了達到加工路徑自動化產生以及工件位置定位，本發明提出透過影像辨識技術來達成上述需求，故需要透過例如影像擷取裝置來擷取工件之影像。

於步驟S52中，係提供對應該工件之3D模型。簡言之，為了自動化產生加工路徑，故使用者需先鍵入對應工件之3D模型並儲存於自動化概念與自動化加工之生產機台中，由3D模型可知悉工件之3D結構，此將用於後續加工路徑之產生。

於步驟S53中，係依據該擷取影像產生該工件之偏移量以及透過該3D模型決定該工件之加工路徑，以依據該偏移量及該加工路徑產生該工件之加工資訊。於本步驟中，擷取影像可用來決定工件之位置偏移多少，例如在工件的放置處設定一個原點位置，其將與工件之預設原點對應，接著由擷取影像分析出現實中，兩個原點的位置差異即可知悉工件的偏移量，接著，由3D模型可建構出加工路徑，搭配上前述偏移量(若有)，即可完整建構出整個加工資訊，該加工資訊包括該加工路徑上之點或連續曲線的路徑資料以及預執行之加工動作。

須說明者，偏移量可透過影像辨識技術來判斷工件之原點與預設原點之位置距離，此是採用影像辨識技術，透 過設定原點方式來達成，當然也可採用其他方式，例如預設其他對應點，之後再透過影像辨識來達到偏移量判斷。

於步驟S54中，係依據該加工資訊產生控制指令，以控制加工軸對該工件執行對應該加工資訊之加工程序。如前步驟所述，在取得加工資訊後，即可將其轉換成機台能解析之編碼程式，藉以控制加工軸執行關於加工資訊的加工程序，例如如何移動到某一節點，並於該節點上執行加工動作。

另外，於依據加工路徑產生加工資訊時，更包括設定該加工路徑上各節點之行進速度或是加工軸之移動步進單位。此步驟即是讓使用者設定加工程序的細節，包括加工時於加工路徑上之行進速度，或者是須停留在那些位置(節點)來進行加工動作。

再者，於執行該加工程序之後，還可比對完成該加工程序之工件的完成影像與預定之成品影像的差異度，以決定該工件是否符合該加工程序的預定結果，此目的即是判斷加工結果是否符合預期，較佳者，還可針對判斷結果，將品質不良的工件由產線上移除。

請參閱第6圖，係本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台實際運作方法之流程圖。自動化概念與自動化加工之生產機台上可設計有一圖形化介面500，其可讓使用者操作選擇選項或輸入資料，因而圖形化介面500在進行加工資訊自動化產生前，會取得擷取影像以及工件之3D模型，故透過影像辨識300之提供和3D實體模型400之設 定可達到本發明之目的。

於流程S61中，係選取工件，結合影像辨識和3D實體模型產生3D加工路徑。具體來說，這裡是指僅執行單一類型工件的情況，使用者在選取要執行的工件後，可透過前述之影像辨識300和3D實體模型400的提供，自動化產生包括3D加工路徑、執行動作等加工資訊，透過影像比對可使加工更精確，且可省下程式人員自行撰寫程式碼所需時間，特別是，像是加工路徑為曲線，將耗費更多時間和成本。

於流程S62中，係透過點選圖形化介面，將3D加工路徑轉換成設備運作路徑。簡言之，使用者可透過圖形化介面500來執行對應工件之3D加工路徑轉換成加工軸移動時之設備運作路徑的程序，舉例來說，加工路徑為一個圓形，轉換成設備運作路徑時，則為表示X軸和Y軸及Z軸與θ角度分別位移多少。

於流程S63中，係設定各節點之行進速度、所執行之加工動作以及加工軸之移動步進單位。於本步驟中，使用者可依據加工需求來設定加工軸的移動方式，舉例來說，兩點之間的移動快慢，那些節點需要執行加工動作，又或者加工軸移動時步進單位，上述皆可由使用者自行設定。須說明者，流程S61、S62和S63的順序可以前後調整，並非限定。

於流程S64中，係產生加工資訊。由於3D加工路徑是圖形化表示，故可將加工路徑轉成加工資訊，也就是， 利用數字或數據來呈現加工路徑，例如表示X軸方向、Y軸方向、Z軸方向與θ角度之移動狀態和移動距離。

於流程S65中，係FPGA控制器產生控制指令。如前步驟所述，在取得加工資訊後，需將其轉換成機台瞭解的運作編碼，故本步驟即透過FPGA控制器來將加工資訊解析成並轉換成控制指令。

於流程S66中，係3~6軸加工軸執行加工程序。在取得控制指令後，加工軸可依據控制指令來執行加工程序，加工軸可為3~6軸的結構，依設計可提供X軸、Y軸、Z軸、θ角度與方向之移動，或者是以X軸、Y軸、Z軸為軸心之轉動等。

透過上述流程說明可知，使用3D模型與視覺影像立即辨識來執行自動化加工，其中包括依據擷取影像以判斷工件之旋轉或偏移量及尺寸大小高低，透過3D模型決定與產生工件之加工路徑，亦即結合影像辨識技術和3D模型架構，可自動化產生加工資訊，接著，再結合一些加工機設定，即可使加工機執行對應加工資訊之加工程序。

綜上所述，本發明提出一種自動化概念與自動化加工之生產機台及其運作方法，利用使用者輸入之對應該工件之3D模型以及影像辨識技術，確認工件位置是否偏移，透過視覺化設定以產生加工路徑之程式碼，這樣不僅減少工程師親自撰寫加工路徑程式之麻煩，且對非直線路徑、不規則連續曲線路徑等也能1：1呈現具有極高精確度。因此，透過本發明之自動化概念與自動化加工之生產機台及 其運作方法，將大幅有效地節省人力和時間支出，但不影響整體加工效果。

上述實施樣態僅例示性說明本發明之功效，而非用於限制本發明，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述該些實施態樣進行修飾與改變。此外，在上述該些實施態樣中之元件的數量僅為例示性說明，亦非用於限制本發明。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (10)

1. 一種自動化概念與自動化加工之生產機台，係包括：影像擷取器，係用於擷取置於工作平台上之工件之擷取影像；加工資訊產生器，包括：儲存單元，係預儲存有對應該工件之3D模型；接收單元，係接收該影像擷取器所擷取之該擷取影像；及處理單元，係依據該擷取影像產生該工件之偏移量以及透過該3D模型決定該工件之加工路徑，以依據該偏移量及該加工路徑產生該工件之加工資訊；以及控制器，係依據該加工資訊產生控制指令，以控制該自動化概念與自動化加工之生產機台之加工軸對該工件執行對應該加工資訊之加工程序。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台，其中，該加工資訊包括該加工路徑上之點或連續曲線的路徑資料以及預執行之加工動作。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台，其中，該路徑資料或該加工動作係由使用者透過該3D模型視覺化所編成者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台，其中，該偏移量係指該工作平台之原點與該工件之原點的位置距離。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台，其中，該加工資訊產生器更包括設定單元，用於設定該加工路徑上各節點之行進速度或該加工軸之移動步進單位。
6. 如申請專利範圍第1項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台，更包括檢測器，係透過該擷取影像判斷該工件的類別，該處理單元依據該工件的類別自該儲存單元取得對應該工件之3D模型。
7. 如申請專利範圍第6項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台，其中，該檢測器更用於比對完成該加工程序之該工件的完成影像與預定之成品影像的差異度，以決定該工件是否符合該加工程序的預定結果。
8. 一種自動化概念與自動化加工之生產機台之運作方法，包括：提供工件之擷取影像；提供對應該工件之3D模型；依據該擷取影像產生該工件之偏移量以及透過該3D模型決定該工件之加工路徑，以依據該偏移量及該加工路徑產生該工件之加工資訊；以及依據該加工資訊產生控制指令，以控制加工軸對該工件執行對應該加工資訊之加工程序。
9. 如申請專利範圍第8項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台之運作方法，其中，該加工資訊包括該加工路徑上之點或連續曲線的路徑資料以及預執行之加 工動作。
10. 如申請專利範圍第8項所述之自動化概念與自動化加工之生產機台之運作方法，更包括於執行該加工程序之後，比對完成該加工程序之該工件的完成影像與預定之成品影像的差異度，以決定該工件是否符合該加工程序的預定結果。